一种时钟信号生成方法及装置与流程-k8凯发

本技术涉及计算机，尤其涉及一种时钟信号生成方法及装置。

背景技术：

1、在高速数字通信等应用领域，需要通过特定系统来基于系统的输入频率生成时钟信号，并且对生成的时钟信号的频率和相位有一定要求。系统的输入频率/输出频率与系统稳定性之间可能存在一定的相关性，因此系统的输入频率的变化可能影响系统稳定性，系统自身的结构、内部器件参数例如分频比也可能影响系统稳定性。现有技术中，缺乏有效的凯发k8ag旗舰厅真人平台的解决方案，可以脱敏或者解耦这些可能影响系统稳定性的因素，这样给生产制造过程以及实际应用过程带来了挑战。在制备过程中发生的偏差，可能使得出厂的芯片中的某些参数偏离了设计值，从而影响了系统稳定性。

2、为此，本技术提出了一种时钟信号生成方法及装置，用于应对现有技术中的技术难题。

技术实现思路

1、第一方面，本技术提供了一种时钟信号生成方法。所述时钟信号生成方法包括：通过第一反馈回路，基于参考时钟信号与第一时钟信号之间的相位差，生成第二时钟信号，其中，所述第一时钟信号与所述第二时钟信号相同或者是对所述第二时钟信号分频得到，所述第一反馈回路包括第一电荷泵和跨导放大器，所述第一电荷泵用于基于所述相位差输出第一电压控制信号，所述跨导放大器包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的输出用于调节流经所述跨导放大器的负载电阻的电流大小从而调节所述跨导放大器所输出的第一电流控制信号的大小，所述第一电流控制信号用于生成所述第二时钟信号，所述第一电压控制信号被耦接到所述第一运算放大器的第一输入端，并且，所述负载电阻的压降等于所述第一电压控制信号；通过第二反馈回路，基于所述参考时钟信号的频率和所述第一运算放大器的不同于所述第一输入端的第二输入端的电压值，生成第二电压控制信号，其中，所述第二电压控制信号被耦接到所述第一运算放大器的所述第二输入端，所述第二反馈回路包括第二电荷泵和偏置生成电路，所述第二电荷泵用于基于所述偏置生成电路的输出来生成所述第二电压控制信号，所述偏置生成电路的输出是基于所述参考时钟信号的频率和所述第二输入端的电压值。

2、通过本技术的第一方面，不仅实现了跟踪参考时钟信号的频率和相位的变化，可以用于锁频锁相、锁相环电路、高速数据通信等，而且在环路阻尼系数也就是环路稳定性系数方面，实现了环路稳定性系数与负载电阻的电阻值之间是解耦的，这样有助于应对因为工艺制备过程中的偏差、器件老化、寄生效应等造成环路参数变化，而且实现了环路稳定性系数与参考时钟信号的频率之间是解耦的，也实现了环路稳定性系数与分频比之间是解耦的，这样有助于应对因为如通信协议、频点、外部条件的变化而造成参考时钟信号的频率变化，从而提升了系统稳定性。

3、在本技术的第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一运算放大器的第一输入端是所述第一运算放大器的正相输入端，所述第一运算放大器的第二输入端是所述第一运算放大器的负相输入端，所述第一运算放大器工作在深度负反馈状态。

4、在本技术的第一方面的一种可能的实现方式中，所述偏置生成电路包括第二运算放大器和开关电容回路，所述第二电压控制信号被耦接到所述第二运算放大器的负相输入端，所述跨导放大器的输入电容连接所述第二运算放大器的负相输入端，所述开关电容回路包括第一开关、第二开关和第一电容，所述第一开关的第一端与所述第一电容连接并且所述第一开关的第二端与所述第一电容共接地，所述第一开关的第一端与所述第二开关的第一端连接并且所述第二开关的第二端被耦接到所述第二运算放大器的正相输入端，用于控制所述第一开关的第一开关控制信号的频率和用于控制所述第二开关的第二开关控制信号的频率均是所述参考时钟信号的频率，并且，所述第一开关控制信号与所述第二开关控制信号相位相反。

5、在本技术的第一方面的一种可能的实现方式中，所述偏置生成电路的相对于所述跨导放大器的所述第一运算放大器的所述第二输入端的等效电阻是基于所述偏置生成电路的可调分频比确定。

6、在本技术的第一方面的一种可能的实现方式中，锁相环电路包括所述第一反馈回路和所述第二反馈回路，所述跨导放大器的输入电容是所述锁相环电路的环路参数。

7、在本技术的第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一电容的电容值的随温度变化趋势与所述跨导放大器的输入电容的电容值的随温度变化趋势相同。

8、在本技术的第一方面的一种可能的实现方式中，所述锁相环电路的积分增益函数与所述第一电容的电容值成正比并且与所述跨导放大器的输入电容的电容值成反比。

9、在本技术的第一方面的一种可能的实现方式中，所述积分增益函数与所述第一反馈回路的所述跨导放大器的负载电阻解耦。

10、在本技术的第一方面的一种可能的实现方式中，所述锁相环电路的比例增益函数与所述参考时钟信号的频率成正比，所述积分增益函数与所述参考时钟信号的频率的二次方成正比，所述锁相环电路的稳定性系数与所述参考时钟信号的频率解耦，并且，所述稳定性系数还与所述第一反馈回路的所述跨导放大器的负载电阻解耦。

11、在本技术的第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一反馈回路还包括鉴相器，所述跨导放大器的后级电路包括环形振荡器，所述时钟信号生成方法还包括：通过所述鉴相器，基于所述参考时钟信号与所述第一时钟信号，生成所述相位差，通过所述环形振荡器，基于所述第一电流控制信号，生成所述第二时钟信号，其中，所述第二时钟信号的最大频率相对于最小频率的比值基于所述第一电压控制信号的变化范围确定。

12、在本技术的第一方面的一种可能的实现方式中，所述时钟信号生成方法应用于频率跟踪，锁相环或者高速数字通信。

13、第二方面，本技术实施例还提供了一种时钟信号生成装置。所述时钟信号生成装置包括：第一反馈回路，所述第一反馈回路用于：基于参考时钟信号与第一时钟信号之间的相位差，生成第二时钟信号，其中，所述第一时钟信号与所述第二时钟信号相同或者是对所述第二时钟信号分频得到，所述第一反馈回路包括第一电荷泵和跨导放大器，所述第一电荷泵用于基于所述相位差输出第一电压控制信号，所述跨导放大器包括第一运算放大器，所述第一运算放大器的输出用于调节流经所述跨导放大器的负载电阻的电流大小从而调节所述跨导放大器所输出的第一电流控制信号的大小，所述第一电流控制信号用于生成所述第二时钟信号，所述第一电压控制信号被耦接到所述第一运算放大器的第一输入端，并且，所述负载电阻的压降等于所述第一电压控制信号；第二反馈回路，所述第二反馈回路用于：基于所述参考时钟信号的频率和所述第一运算放大器的不同于所述第一输入端的第二输入端的电压值，生成第二电压控制信号，其中，所述第二电压控制信号被耦接到所述第一运算放大器的所述第二输入端，所述第二反馈回路包括第二电荷泵和偏置生成电路，所述第二电荷泵用于基于所述偏置生成电路的输出来生成所述第二电压控制信号，所述偏置生成电路的输出是基于所述参考时钟信号的频率和所述第二输入端的电压值。

14、通过本技术的第二方面，不仅实现了跟踪参考时钟信号的频率和相位的变化，可以用于锁频锁相、锁相环电路、高速数据通信等，而且在环路阻尼系数也就是环路稳定性系数方面，实现了环路稳定性系数与负载电阻的电阻值之间是解耦的，这样有助于应对因为工艺制备过程中的偏差、器件老化、寄生效应等造成环路参数变化，而且实现了环路稳定性系数与参考时钟信号的频率之间是解耦的，也实现了环路稳定性系数与分频比之间是解耦的，这样有助于应对因为如通信协议、频点、外部条件的变化而造成参考时钟信号的频率变化，从而提升了系统稳定性。

15、在本技术的第二方面的一种可能的实现方式中，所述第一运算放大器的第一输入端是所述第一运算放大器的正相输入端，所述第一运算放大器的第二输入端是所述第一运算放大器的负相输入端，所述第一运算放大器工作在深度负反馈状态。

16、在本技术的第二方面的一种可能的实现方式中，所述偏置生成电路包括第二运算放大器和开关电容回路，所述第二电压控制信号被耦接到所述第二运算放大器的负相输入端，所述跨导放大器的输入电容连接所述第二运算放大器的负相输入端，所述开关电容回路包括第一开关、第二开关和第一电容，所述第一开关的第一端与所述第一电容连接并且所述第一开关的第二端与所述第一电容共接地，所述第一开关的第一端与所述第二开关的第一端连接并且所述第二开关的第二端被耦接到所述第二运算放大器的正相输入端，用于控制所述第一开关的第一开关控制信号的频率和用于控制所述第二开关的第二开关控制信号的频率均是所述参考时钟信号的频率，并且，所述第一开关控制信号与所述第二开关控制信号相位相反。

17、在本技术的第二方面的一种可能的实现方式中，锁相环电路包括所述第一反馈回路和所述第二反馈回路，所述跨导放大器的输入电容是所述锁相环电路的环路参数，所述第一电容的电容值的随温度变化趋势与所述跨导放大器的输入电容的电容值的随温度变化趋势相同，所述锁相环电路的积分增益函数与所述第一电容的电容值成正比并且与所述跨导放大器的输入电容的电容值成反比，所述积分增益函数与所述第一反馈回路的所述跨导放大器的负载电阻解耦，所述锁相环电路的比例增益函数与所述参考时钟信号的频率成正比，所述积分增益函数与所述参考时钟信号的频率的二次方成正比，所述锁相环电路的稳定性系数与所述参考时钟信号的频率解耦，并且，所述稳定性系数还与所述第一反馈回路的所述跨导放大器的负载电阻解耦。